(PhysOrg.com) -- Onderzoekers in China hebben wiskundige berekeningen gebruikt om te voorspellen dat onder koude compressie, twee nieuwe koolstofallotropen kunnen worden gevormd. In hun paper, vooraf gepubliceerd op arXiv , het team beschrijft hoe de twee nieuwe allotropen een hardheidsfactor zouden hebben ergens tussen grafiet en diamant.

Een allotroop is een stof die in wezen hetzelfde is als een andere, met slechts kleine verschillen in structuur. Dus, zowel grafiet als diamanten zijn allotropen van koolstof. In hun krant het onderzoeksteam laat zien, via wiskundige berekeningen, dat het onderwerpen van een grafiet-allotroop aan verschillende gradaties van zowel koude als hoge druk, zou resulteren in kleine veranderingen in de structuur, resulterend in twee nieuwe koolstofallotropen.

Voorafgaand aan dit werk, andere onderzoekers hebben getheoretiseerd dat het uitoefenen van druk bij kamertemperatuur (meer dan 10 GigaPascals) op grafiet ook zou resulteren in structurele veranderingen, het creëren van nieuwe allotropen (M10-koolstof, monokliene M-koolstof, orthorhombisch W-koolstof of kubisch lichaamscentrum C4 koolstof), hoewel het tot nu toe niet duidelijk is of die veranderingen van kracht blijven nadat de druk is verwijderd.

De nieuwe allotropen die theoretisch zouden worden geproduceerd door druk uit te oefenen onder koude omstandigheden, die het team H-carbon en S-carbon heeft genoemd, zouden blijkbaar ook stabieler zijn dan de allotropen die zonder de kou worden geproduceerd, en nog stabieler, ze zeggen, dan grafiet onder druk, wat betekent dat ze meer kans hebben om te overleven in hun gecomprimeerde staat nadat ze zijn teruggebracht naar normale omstandigheden.

Door wiskundige modellen te gebruiken om de vorming van nieuwe koolstofallotropen te voorspellen, onderzoekers maken de weg vrij voor experimenten in de echte wereld om erachter te komen of de nieuwe materialen echt zouden bestaan, en als het zo is, voor welk doel ze kunnen worden gebruikt. Nieuwe koolstofallotropen zouden andere optische eigenschappen hebben, zoals hun mate van transparantie, bijvoorbeeld of hoe goed ze licht reflecteren, dan reeds goed begrepen allotropen die al worden gebruikt in toepassingen in de echte wereld, . Dergelijke eigenschappen in nieuwe allotropen, als ze onder redelijke omstandigheden kunnen blijven bestaan, kan leiden tot nieuwe en betere producten.

Maar voordat onderzoekers deze nieuwe allotropen proberen te produceren, er zal meer theoretisch werk moeten worden gedaan om te zien of er nog anderen zijn die nog wachten om ontdekt te worden.

© 2012 PhysOrg.com